Верховые болота — один из самых распространённых типов болот как в России, так и в Северном полушарии. Они занимают до 20 % площади болотного покрова России и особенно характерны для лесной зоны. Эти экосистемы существуют только за счёт атмосферной влаги, такой как снег и дождевые осадки, поэтому они очень чувствительны к изменениям количества осадков и температурного режима. Основной целью данной работы является проверка гипотезы о текущем росте облесенности верховых болот и разработка методики оценки степени облесенности на основе спутниковых данных, дополненных наземными измерениями.
В рамках исследования были выбраны три верховых болотных массива, расположенных в Тверской области. Эти массивы представляют разные уровни залесения: Усвятский Мох (осушен), Большой Роговской Мох (частично осушен) и Ламтевский Мох (не осушен). Исследование было разделено на три этапа. На первом этапе была проведена работа с объектом исследования и предварительная классификация снимков с использованием ГИС-технологий. Второй этап включал сбор полевых данных на 36 пробных площадях. Там были проведены измерения параметров древостоя. На третьем этапе были оцифрованы полевые данные, собраны и проанализированы спутниковые снимки Landsat с применением различных индексов и классификацией. Выбор снимков Landsat был обусловлен несколькими причинами, среди которых можно выделить следующие: 1) являются мультиспектральными, что позволяет использовать только те спектральные каналы, которые необходимы для исследования; 2) имеют среднее разрешение — 30 метров на пиксель, но благодаря панхроматическому каналу его можно повысить до 15 метров на пиксель, что достаточно для исследования процессов такого масштаба; 3) общедоступны и подходят для ретроспективного анализа с учетом того факта, что первые спутники программы Landsat были запущены в 1972 году. Для объектов исследования удалось собрать библиотеку снимков с 1976 года. Использование зимней съемки с наличием снежного покрова позволяет значительно повысить итоговое качество результатов исследования. Был создан алгоритм, позволяющий оценить изменения облесенности. Анализ данных показал, что за последние 45 лет на всех исследуемых объектах явно увеличилась облесенность сосной.
Отдельное внимание было уделено анализу изменения уровня облесенности микроландшафтов естественного болотного массива Ламтевский Мох, который показал, что краевые части массива стали более лесистыми. Облесенность микроландшафтов в центральных частях и на склонах массива различна. В ходе исследования была создана методика оценки уровня облесенности верховых болот на основе спутниковых снимков с учётом наземных данных. Этот метод можно использовать для долгосрочного мониторинга изменений в растительном покрове болот. Полученные результаты необходимо дополнительно проверить на большем количестве объектов и с использованием более обширных географических данных. Это позволит уточнить и дополнить полученные выводы, а также выявить общие закономерности изменения болотных экосистем. Исследование подчёркивает важность мониторинга и изучения изменений в экосистемах верховых болот, особенно в контексте изменения климата. Кроме того, предоставляет методику оценки степени облесенности, которая может быть полезна для дальнейших исследований и управления этими уникальными природными ресурсами. В работе также проанализирована динамика участка массива Усвятский Мох, на котором в 1999 году прошел пожар площадью 29 га. Работа выполнена при участии Российского научного фонда (проект 23-74-00067)